立體形態的空間在現實世界中是絕對真實存在的,而無論哪種坐標系都是一個相對的基准,任何坐標系下的坐標都是相對坐標。因此,笛卡爾坐標系下,無論是二維(平面)坐標系還是三維坐標系,通過變換坐標軸的正向方向,都能夠得到兩種不同的坐標系:即左手坐標系(左手系)和右手坐標系(右手系)。
二維坐標系下的左/右手系
話說從初中、高中到大學的課堂上,教材中所涉及的平面幾何基本都是右手系。
二維的直角坐標系通常由兩個互相垂直的坐標軸設定,通常分別稱為 x-軸 和 y-軸,兩軸的交點也稱之為原點(Origin),記為O。通常兩個坐標軸只要互相垂直,其指向何方對於分析問題是沒有影響的。一般來說習慣性地(見右圖所示),x-軸被水平擺放,稱為橫軸,通常指向右方;y-軸被豎直擺放而稱為縱軸,通常指向上方,這也是平常最為常見的二維的右手坐標系(右手系)。
左/右手系的判定規則:以原點O為支點,將 x-軸逆時針旋轉90°后,若與 y-軸同向,則為右手系;若與 y-軸反向,則為左手系。
三維坐標系下的左/右手系
傳說從高中到大學的課堂上,教材中所涉及的立體幾何基本都是右手系。
在原本的二維直角坐標系,再添加一個垂直於 x-軸,y-軸的坐標軸,稱為 z-軸,這z-軸與 x-軸,y-軸相互正交於原點。如下圖所示符合右手定則的稱之為右手系,反之則為左手系。
右手定則:以右手握住z軸,當右手的四指從正向x軸以π/2角度轉向正向y軸時,大拇指的指向就是z軸的正向。[左手定則同理]
如下兩圖所示均為右手系